第7章发动机冷却系统PPT课件
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13-旁通管 14-热气排气口 15-冷却水泵 16-机油冷凝器 17-连接管
2、汽车发动机风冷系统
1-火花塞 2-气缸盖散热片 3-缸体散热片 4-活塞 5-气缸导流罩 6-风扇及皮带轮
水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系统 水冷系
优点
冷却均匀，冷却效 果好，易控制
缺点
结构复杂，成 本高
风冷系
结构简单，成本低， 冷却效果差， 不存在“冻水箱”， 不易控制，噪
第7章 发动机冷却系统
第一节 概述 第二节 水冷系统的主要零部件
第一节 概 述
一、冷却系统的功用
维持发动机在各种工况下均在 最适宜的温度内 工作，既要防止发动机过热，也要防止冬季发动 机过冷，以使发动机工作可靠，并得到良好的动 力性和经济性。
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体 温度高达 2200K~2800K(1927 ℃ ~2527 ℃) ，大 约 1/3 做功转变为机械能，其余大部分随 废气排 出，剩余则被发动机零件吸收，使发动机零部件 温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件。
“开锅”问题
Biblioteka Baidu
音大
四、水冷系统的组成
水冷却系统是以水作为冷却介质，把发 动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。 目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强 制循环式水冷系统，即利用水泵提高冷却 液的压力，强制水在冷却系中进行循环流 动。
水冷系统由散热器、水泵、风扇、冷却 水套、节温器和补偿水桶等组成。
汽车发动机水冷系统组成
1-散热器 2-散热器盖 3-散热器进水软管 4-补偿水桶 5-电动风扇 6-散热器出水软 管 7-暖风机进水软管 8-水阀 9-节温器10-旁通阀 11-暖风机 12-暖风机出水软管
13-旁通管 14-热气排气口 15-冷却水泵 16-机油冷凝器 17-连接管
桑塔纳发动机冷却系示意图
制作：霍志毅 Email：
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条， 一条为大循环，另一条为小循环。
所谓大循环是 水温高时，水 经过散热器而 进行的循环流 动；而小循环 就是水温低时， 水不经过散热 器而进行的循 环流动，从而 使水温升高。
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条， 一条为大循环，另一条为小循环。
所谓大循环是 水温高时，水 经过散热器而 进行的循环流 动；而小循环 就是水温低时， 水不经过散热 器而进行的循 环流动，从而 使水温升高。
冷却系统的大、小循环实质
通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装 在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发 动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达 到调节冷却系的冷却强度。
当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于90℃，节温器 阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管， 冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于80℃时， 节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的 旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又 被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水 套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的 冷却水温在80～90℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的 旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一 部分水进行小循环。
第二节 水冷系统的主要零部件
一、散热器
功用：增大散热面积，加速冷却液的冷却。
散热器又称为水 箱，由上水室、散 热器芯和下水室等 组成。安装在发动 机前的车架横梁上。 其作用是将冷却水 在水套中所吸收的 热量散发至外界大 气，使水温下降。
1、散热器芯
（1）管片式
管片式散热器芯由散热管和散热 片组成。散热管是焊在进、出水室 之间的直管，作为冷却液的通道。 散热管有扁管也有圆管。扁管与圆 管相比，在容积相同的情况下有较 大的散热表面。铝散热器芯多为圆 管。在散热管的外表面焊有散热片 以增加散热面积，增强散热能力， 同时还增大了散热器的刚度和强度。 管片式散热器的优点是散热面积大、 气流阻力小、结构刚度好及承压能 力强等
二、不正常冷却对发动机工作的影响
1、过热
燃气在燃烧过程中，气缸内气体温度高 2000°，发动机零部件与高温气体接触， 将会造成气缸和进气管温度过高，使进入 气缸的可燃混合气因受热而膨胀，充气量↓， 并造成如下影响：
二、不正常冷却对发动机工作的影响
1. 发动机过热的危害
①降低充气效率，使发动机功率下降； ②早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击
五、冷却液
汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的 软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等 硬水中矿物质含量高，在高温下易生成水垢， 不应作为发动机冷却水。
为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而 发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的 现象，在冷却水中加入一定量的防冻液以达 到降低冰点、提高沸点的目的。
冷却液：水+防冻剂（乙二醇）
性负荷而造成早期损坏； ③运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，
甚至损坏； ④润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损； ⑤零件的机械性能降低，导致变形或损坏。
2、过冷
①热量散失过多，转变为有用功的热量↓，功率↓； ②温度低，机油粘度大，摩擦阻力↑，消耗功率大， 起动困难； ③燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消耗率↑，功 率↓；
④燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲轴箱，不仅
燃油消耗率↑，功率↓，而且机油粘度↓，润滑效
果变差，机件磨损加剧。
{ 三、冷却系统的分类
水冷 风冷
1、汽车发动机水冷系统
1-散热器 2-散热器盖 3-散热器进水软管 4-补偿水桶 5-电动风扇 6-散热器出水软 管 7-暖风机进水软管 8-水阀 9-节温器10-旁通阀 11-暖风机 12-暖风机出水软管
一、冷却系统的功用
水冷式发动机保持正常工作： 冷却水的温度： 353K~363K(80 ℃ ~90 ℃) 气缸壁温度： 473K~573K(200 ℃ ~300 ℃) 气缸盖、活塞顶部的温度：
573K~673K(300 ℃ ~400 ℃) ； 润滑油的温度： 343K~363K(70 ℃ ~90 ℃) 风冷式发动机 : 铝气缸壁的温度 :423K~453K(150 ℃ ~180 ℃) 铝气缸盖的温度: 433K~473K(160 ℃ ~200 ℃)
2、汽车发动机风冷系统
1-火花塞 2-气缸盖散热片 3-缸体散热片 4-活塞 5-气缸导流罩 6-风扇及皮带轮
水冷系与风冷系的优缺点及适用范围
系统 水冷系
优点
冷却均匀，冷却效 果好，易控制
缺点
结构复杂，成 本高
风冷系
结构简单，成本低， 冷却效果差， 不存在“冻水箱”， 不易控制，噪
第7章 发动机冷却系统
第一节 概述 第二节 水冷系统的主要零部件
第一节 概 述
一、冷却系统的功用
维持发动机在各种工况下均在 最适宜的温度内 工作，既要防止发动机过热，也要防止冬季发动 机过冷，以使发动机工作可靠，并得到良好的动 力性和经济性。
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体 温度高达 2200K~2800K(1927 ℃ ~2527 ℃) ，大 约 1/3 做功转变为机械能，其余大部分随 废气排 出，剩余则被发动机零件吸收，使发动机零部件 温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件。
“开锅”问题
Biblioteka Baidu
音大
四、水冷系统的组成
水冷却系统是以水作为冷却介质，把发 动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。 目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强 制循环式水冷系统，即利用水泵提高冷却 液的压力，强制水在冷却系中进行循环流 动。
水冷系统由散热器、水泵、风扇、冷却 水套、节温器和补偿水桶等组成。
汽车发动机水冷系统组成
1-散热器 2-散热器盖 3-散热器进水软管 4-补偿水桶 5-电动风扇 6-散热器出水软 管 7-暖风机进水软管 8-水阀 9-节温器10-旁通阀 11-暖风机 12-暖风机出水软管
13-旁通管 14-热气排气口 15-冷却水泵 16-机油冷凝器 17-连接管
桑塔纳发动机冷却系示意图
制作：霍志毅 Email：
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条， 一条为大循环，另一条为小循环。
所谓大循环是 水温高时，水 经过散热器而 进行的循环流 动；而小循环 就是水温低时， 水不经过散热 器而进行的循 环流动，从而 使水温升高。
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条， 一条为大循环，另一条为小循环。
所谓大循环是 水温高时，水 经过散热器而 进行的循环流 动；而小循环 就是水温低时， 水不经过散热 器而进行的循 环流动，从而 使水温升高。
冷却系统的大、小循环实质
通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装 在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发 动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达 到调节冷却系的冷却强度。
当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于90℃，节温器 阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管， 冷却水全部流经散热器，形成大循环；当冷却水温低于80℃时， 节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的 旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又 被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水 套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷；当发动机的 冷却水温在80～90℃范围内，通往散热器的通道和通往水泵的 旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一 部分水进行小循环。
第二节 水冷系统的主要零部件
一、散热器
功用：增大散热面积，加速冷却液的冷却。
散热器又称为水 箱，由上水室、散 热器芯和下水室等 组成。安装在发动 机前的车架横梁上。 其作用是将冷却水 在水套中所吸收的 热量散发至外界大 气，使水温下降。
1、散热器芯
（1）管片式
管片式散热器芯由散热管和散热 片组成。散热管是焊在进、出水室 之间的直管，作为冷却液的通道。 散热管有扁管也有圆管。扁管与圆 管相比，在容积相同的情况下有较 大的散热表面。铝散热器芯多为圆 管。在散热管的外表面焊有散热片 以增加散热面积，增强散热能力， 同时还增大了散热器的刚度和强度。 管片式散热器的优点是散热面积大、 气流阻力小、结构刚度好及承压能 力强等
二、不正常冷却对发动机工作的影响
1、过热
燃气在燃烧过程中，气缸内气体温度高 2000°，发动机零部件与高温气体接触， 将会造成气缸和进气管温度过高，使进入 气缸的可燃混合气因受热而膨胀，充气量↓， 并造成如下影响：
二、不正常冷却对发动机工作的影响
1. 发动机过热的危害
①降低充气效率，使发动机功率下降； ②早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击
五、冷却液
汽车发动机中使用的冷却水应是清洁的 软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等 硬水中矿物质含量高，在高温下易生成水垢， 不应作为发动机冷却水。
为防止在冬季寒冷地区，因冷却水结冰而 发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的 现象，在冷却水中加入一定量的防冻液以达 到降低冰点、提高沸点的目的。
冷却液：水+防冻剂（乙二醇）
性负荷而造成早期损坏； ③运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，
甚至损坏； ④润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损； ⑤零件的机械性能降低，导致变形或损坏。
2、过冷
①热量散失过多，转变为有用功的热量↓，功率↓； ②温度低，机油粘度大，摩擦阻力↑，消耗功率大， 起动困难； ③燃油不易气化，燃烧不充分，燃油消耗率↑，功 率↓；
④燃气易凝结（在气缸壁上），流入曲轴箱，不仅
燃油消耗率↑，功率↓，而且机油粘度↓，润滑效
果变差，机件磨损加剧。
{ 三、冷却系统的分类
水冷 风冷
1、汽车发动机水冷系统
1-散热器 2-散热器盖 3-散热器进水软管 4-补偿水桶 5-电动风扇 6-散热器出水软 管 7-暖风机进水软管 8-水阀 9-节温器10-旁通阀 11-暖风机 12-暖风机出水软管
一、冷却系统的功用
水冷式发动机保持正常工作： 冷却水的温度： 353K~363K(80 ℃ ~90 ℃) 气缸壁温度： 473K~573K(200 ℃ ~300 ℃) 气缸盖、活塞顶部的温度：
573K~673K(300 ℃ ~400 ℃) ； 润滑油的温度： 343K~363K(70 ℃ ~90 ℃) 风冷式发动机 : 铝气缸壁的温度 :423K~453K(150 ℃ ~180 ℃) 铝气缸盖的温度: 433K~473K(160 ℃ ~200 ℃)